FISIKA 1PENGUKURAN :: BESARAN DAN SATUAN

GUTAMA INDRA GANDHA, M.ENG

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

Konsep PengukuranPengukuran merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan alat ukur yang diukur yang digunakan sebagai satuan.

Hambatan – hambatan dalam pengukuran1. Tingkat kepresisian alat ukur2. Human error3. Technical error4. Noise atau derau

Sinyal listrik dengan noise (derau)

Volt meter

Oscilloscope

MENAMPILKAN (MENGUKUR) SINYAL LISTRIK BER-NOISE

Besaran Pokok (SI)

Besaran fisika adalah ukuran fisis suatu benda yang dinyatakan

secara kuantitas.

Besaran pokok adalah besaran yang sudah menjadi ketetapan atas

ukurna fisis suatu benda atau material. Besaran pokok yang telah

manjadi ketetapan dalam lingkup internasional disebut besaran SI

(Standard International)

Satuan Sistem Internasional (SI) digunakan di seluruh negara dan

berguna untuk perkembangan ilmu pengetahuan dan perdagangan

antarnegara.

Besaran Turunan (SI)Besaran turunan merupakan besaran yang dijabarkan dari besaran-besaran pokok.

TEKNIK PENGUKURAN ADALAH TEKNIK FUNDAMENTAL PADA TEKNIK ELEKTRO !!

Pengukuran besaran listrik konstan

Pengukuran besaran listrik dengan noise

Anda harus mengetahui konsep mengukur :

Apa yang di ukur? Bagaimana mengukurnya? Dengan instrument pengukuran apa ?

Elemen Sistem Pengukuran

• Transducer adalah perpaduan antara

sensor dan variable conversion element.

• Bagian signal processing mengubah sinyal

yang di hasilkan variable conversion element

dengan metode tertentu untuk mendapatkan

hasil pengukuran yang lebih akurat.

• Dalam perangkat ukur tertentu signal

processing dapat dikombinasikan menjadi

transducer.

Credit to : Measurement and Instrumentation "Theory and application"-

Alan S.Morris & Reza Langari

Digital Signal Processor

Input

Output

Skema 1.1 . Contoh implementasi DSP pada teknik pengukuran sinyal

Sinyal banyak noise =

tidak mudah di pahami

Noise hilang = karakteristik

sinyal mudah di pahami

Aplikasi Sistem Pengukuran

Aplikasi pengendali suhu air dengan

menggunakan sistem kendali tertutup

• Menggunakan perangkat pengukuran

(Temperatur measuring device)

• Menggunakan comparator atau

pembanding untuk membandingkan suhu

sekarang dan sebelumnya.

• Dapat diimplementasikan sistem PID,

Fuzzy atau neural network untuk

advanced system.

Credit to : Measurement and Instrumentation "Theory and application"-

Alan S.Morris & Reza Langari

Jenis Alat Ukur

Berdasarkan sumber daya penggerak

ALAT UKUR PASIF ALAT UKUR AKTIF

• Instrument pasif tidak membutuhkan sumber daya pada saat beroperasi.• Instrument aktif membutuhkan sumber daya pada saat beroperasi

Jenis Alat Ukur

Berdasarkan Sistem Kerja

Instrument Digital Instrument Analog

Apa perbedaannya ?

• Analog = Informasi diubah kedalam pulsa listrik dengan amplitudo

yang berubah - ubah sesuai dengan besaran yang diukur.

• Digital = Informasi diubah kedalam bentuk biner (0 dan 1) dimana

masing - masing bit menenjukan besaran yang berbeda tergantung

dari besaran yang diukur.

Konsep alat ukur digital

Konverter adalah alat bantu digital yang paling penting untuk

teknologi kontrol proses adalah yang menerjemahkan informasi digital

ke bentuk analog dan juga sebaliknya.

Analog To Digital Converter (ADC) adalah pengubah input analog

menjadi kode – kode digital. ADC banyak digunakan sebagai Pengatur

proses industri, komunikasi digital dan rangkaian pengukuran/

pengujian

IC ADC 0808

Thermometer Digital

Error pada alat ukur digital pada umumnya di sebabkan oleh:

• Resolusi pembacaaan

• Electrical error (misal : kerusakan komponen)

Konsep alat ukur analog

Konsep pengubahan sebuah besaran ke skala ukur membutuhkan peralatan mekanis.

Contoh faktor yang mempengaruhi kesalahan ukur :• Tingkat keausan komponen (teruatama pada pegas)• Gaya gesek.• Pembacaaan skala (human error).• Dan kesalahan – kesalahan mekanis lainnya.

STANDARD DEVIASI DAN ERROR

𝑋 = 𝑥

𝑛

i. Nilai rata- rata (Mean)

ii. Nilai standard deviasi (SD)

𝑆𝐷 = (𝑥 − 𝑥)2

𝑛 − 1

iii. Nilai prosentase error

𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 % =𝑆𝐷

𝑥𝑥100%BAIK ANALOG ATAU DIGITAL , SEMUA ADA ERROR !!!

CONTOH PERMASALAHAN

No Hasil pengukuran(x)

(𝒙 − 𝒙) (𝒙 − 𝒙)𝟐

1 3.1 volt 3.1-3.15 = - 0.05 0.0025

2 3.2 volt 3.2-3.15 = 0.05 0.0025

3 3 volt 3-3.15 = - 0.15 0.0225

4 3.15 volt 3.15-3.15 = 0 0

5 3.3 volt 3.3-3.15 = 0.15 0.0225

(𝑥 − 𝑥)2 = 0.05

Diketahui pengukuran dengan menggunakan instrument voltmeter selama 5 kali pengukuran

didapatkan data berikut ini:

𝑋 = 𝑥

𝑛=

15,75

5= 3.15 𝑣𝑜𝑙𝑡

𝑆𝐷 = (𝑥 − 𝑥)2

𝑛 − 1=

0.05

5 − 1= 0.11

𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 % =0.11

3.15𝑥100% = 3.49 %

Hitung prosentase error dari interument voltmeter tersebut!

TUGAS

CARI JURNAL YANG MEMPUNYAI TOPIK SEPUTAR INSTRUMENTASI ATAU PENGUKURAN.

BACA DAN PAHAMI JURNAL TERSEBUT.

JURNAL TERSEBUT AKAN DIGUNAKAN SEBAGAI REFERENSI SAMPAI UAS